液壓圓錐破故障原因分析及方案探討

劉雄華

【摘 要】本文介紹了新鋼資源科技公司鐵渣生產線PYY1200/150型液壓圓錐破的運行現狀，分析了造成PYY1200/150型液壓圓錐破打齒、磨損、卡鐵、傘形齒被根切和使用壽命低等一系列主要原因，提出了具體可行的解決措施和對策方案。

【關鍵詞】液壓圓錐破；故障；改造

0 前言

PYY1200/150型液壓圓錐破是資源科技公司鐵渣生產線的核心設備之一，價值90萬元。當液壓圓錐破出現打齒或其它嚴重故障時，更換備件及維修費在15萬元左右，而且影響鐵渣線的正常生產，造成的直接或間接經濟損失較高。

1 液壓圓錐破使用存在的問題

1.1 PYY1200/150型液壓圓錐破相關技術參數

PYY1200/150型液壓圓錐破是資源科技公司鐵渣生產線的核心設備之一，價值90萬元。破碎錐大端直徑為1200mm，給渣口寬度為150mm，最大給料粒度為130mm，排渣口調整范圍為9-25mm，產量為45-120t/h，電動機功率110kw，過鐵最大尺寸為65mm，機器總重量22.50t。

1.2 PYY1200/150型液壓圓錐破工作原理

1.2.1 破碎原理

破碎機工作時，電動機通過水平軸和一對傘齒輪帶動偏心套旋轉，破碎錐主軸在偏心套的迫動下作旋擺運動，使得破碎壁表面時而靠近又時而離開軋臼壁的表面，從而使鐵渣在破碎腔內不斷的受到擠壓和彎曲而被破碎。液壓圓錐破工作原理如圖1所示。

1.2.2 液壓調整及保險

液壓油壓入液壓缸柱塞下方，破碎錐上升，排渣口縮小。如圖a所示。

a） b） c）

圖1 液壓圓錐破工作原理圖

液壓缸的油放回油箱，破碎錐下降，排渣口最大。如圖b 所示；

液壓缸柱塞下方高壓油路與皮囊蓄能器相通，蓄能器內充入定值壓力的氮氣，當鐵塊或其它不可破碎物進入破碎腔時，使破碎錐向下壓的垂直力增大，高壓油路中的油壓大于蓄能器的氮氣壓力，蓄能器中的氮氣被壓縮，液壓油進入蓄能器中，液壓缸內的柱塞與破碎錐同時下降，排渣口增大，不可破碎物排除如圖c所示。

異物排除后，氮氣壓力高于正常破碎時的油壓，進入蓄能器的油壓又被壓入液壓缸中，使柱塞上升，破碎錐恢復到正常的工作位置，實現保護。

如果難破或不可破碎物料體積過大時，蓄能器的作用發揮到極限，這時系統壓力會繼續升高，當系統壓力上升到壓力控制器的設定值時，壓力控制器發出信號，電磁溢流閥卸荷，液壓迅速流回油箱，動錐下移到最低位置，難破或不可破碎物料徹底排除，同時對主機發出延時停機信號，以便察看不可破碎物料。按下電控柜的“過鐵復位”按鈕后，破碎主機才可以重新啟動，投入運轉。

1.2.3 主電機控制

啟動主電機前必須先啟動潤滑泵，主電機的啟動采用自耦減壓啟動，控制柜上有電壓表和電流表檢測電機的端電壓和運行電流。主電機采用熱繼電器過載保護裝置，保護方法較齊全。

1.3 PYY1200/150型液壓圓錐破打齒嚴重

PYY1200/150型液壓圓錐破雖然卡鐵情況較少，但是磨損、打齒現象非常嚴重，甚至是傘形齒被根切，造成機器無法正常運轉。傘形齒被根切時情況如圖2、圖3所示。

圖2 傘形齒被根切

圖3 8個齒同時被根切

1.4 檢修頻繁制約鐵渣篩分生產

改造前PYY1200/150型液壓圓錐破檢修頻繁、檢修時間長。一般15d左右（最短甚至半月）就需要檢修一次，每次檢修將近24h，甚至更長。當傘形齒被根切情況嚴重時，需要外購傘形齒，這樣的檢修時間就更長。由于圓錐破設備狀態和檢修的不可控，這樣對渣鐵篩分生產的計劃安排和經濟指標的完成都造成了極大影響，生產和銷售經常被動。

2 問題產生的原因分析

2.1 可能產生的原因

造成PYY1200/150型液壓圓錐破打齒、磨損嚴重的因素有如下六方面：

①圓錐破的保護裝置還不夠完善；②進入圓錐破的渣鐵物料規格超過圓錐破的設計要求（設計要求為≤130mm）；③進入圓錐破的渣鐵物料規格符合圓錐破的設計要求，但進渣量過大（核定產量為45-120t/h）；④進入圓錐破渣鐵物料超過了圓錐破的過鐵最大尺寸而被卡死（最大過鐵尺寸為65mm）；⑤圓錐破被堵停機后，帶重負載強行啟動；⑥圓錐破碎機與傳動電機不匹配（設計電機為110w，735r/min）。

2.2 要因確認

經計算，原因⑥不存在；原因②，鐵渣物料規格是經篩板控制的，遠低于130mm，均控制在110mm以內，該原因也可以排除；原因③實際進入圓錐破的渣鐵物料在30t/h左右，遠低于核定產量的45-120t/h，原因③也不成立。經現場觀察總結發現，當圓錐破有鐵塊進入后，沒有及時手動釋放而被卡死迫使停機，使圓錐破進渣口的渣塊物料堆積，在沒有把堆積在圓錐破進渣口及內部的渣塊物料清理干凈的情況下，操作工為縮短清渣時間，多次強行帶重負載啟動電機，使圓錐破內部傳動傘形齒多次過載疲勞而折斷。另外，能強行帶重負載啟動電機，說明保護裝置不夠完善。

3 對策及實施

目前，國內同行針對PYY1200/150型液壓圓錐破打齒、磨損情況的處理解決方法通常有：改進設備材質、堆焊硬質合金等，也有廠家綜合上述多種方案進行綜合處理。根據PYY1200/150型液壓圓錐破設備的基本工作原理，以及前期對設備故障原因的調查和研究，結合鐵渣生產線的實際，采取以下幾種對策加以修整、改造。

①輸送給圓錐破的渣料，原只有皮帶頭輪除鐵；再在輸送進入圓錐破渣料的皮帶上加裝永磁吊掛除鐵裝置，經兩道除鐵，可有效避免渣鐵進入圓錐破。

②調整圓錐破保護裝置的電流，使其在帶重負載的情況下不能強行啟動或瞬間保護跳閘。

③每月檢查液壓油箱內部的金屬含量。

④完善操作制度，加強圓錐破過鐵的監管和考核，加強對生產線負責人和操作工的連帶責任考核。

4 使用效果

自2011年4月18日改造完成以來，在PYY1200/150型液壓圓錐破的實際運行過程中，圓錐破設備運行平穩，各項測量參數完全可以滿足正常生產需要。實際上，到目前為止，傘形齒表面基本沒有磨損現象，極大地減少了堵料和卡死現象，從未出現過傘形齒被根切的情況，圓錐破運行的時間已經遠遠超過業界的圓錐破傘形齒上線維修周期。我們也將該方案完善到生產線的其他設備中去，并記錄到操作制度當中去，作為操作制度執行。

5 經濟效益

PYY1200/150型液壓圓錐破經過該技術處理前后，設備的各項維護成本費用明顯降低，表現在以下兩方面：

5.1 降低日常檢修次數及維護成本

改造實施前，檢修周期為20d左右（最短甚至10d），每次檢修要24h左右。改造完成后，檢修周期在90d（最長達到150d），圓錐破的檢修完全實現了與生產線其他設備的同步檢修。每次檢修只需4-6h，主要是潤滑、檢查緊固等常規性點檢維護。這樣不僅減少了進行傘形齒耐磨處理、更換專用緊固件，甚至要求廠家上門維修的大量維修費用。同時為鐵渣生產線的渣鐵篩分贏得了更長的時間，提高了設備運行率。

5.2 提高液壓圓錐破使用壽命

PYY1200/150型液壓圓錐破傘形齒原來在線使用壽命為700d左右。而改進后，按這近一年的運行效果預測，不下線的使用壽命至少可達三年以上。經過改造傘形齒的齒輪基本完好，圓錐破使用性能依然良好，從根本上解決了傘形齒被根切的問題，從而大大減少了設備采購成本。每個傘形齒大錐齒輪的采購成本約為30360元，小錐齒輪采購成本11360元，每年一次次檢修費用大數在15萬元左右。

綜上所述，PYY1200/150型液壓圓錐破改造以后，所取得的實際效果和經濟效益是非常顯著的。大幅提高了設備的使用壽命，既降低了設備成本，又提高了生產線的作業率。據測算，降低設備維護、采購、人工等方面的直接經濟效益和提高設備作業率增加的生產產量的間接經濟效益兩項可達200萬元以上。

[責任編輯：楊玉潔]